江西水利視頻云平臺(tái)建設(shè)探索

朱松挺，胡 翌，陳 杰,黃慧琛

（1.江西省防汛信息中心，江西 南昌 330009；2.江西省水投江河信息技術(shù)有限公司，江西 南昌 330029）

0 引言

水利部提出“水利工程補(bǔ)短板，水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管”的新時(shí)期水利改革發(fā)展總基調(diào)。2019年全國水利監(jiān)督會(huì)議中提出“強(qiáng)監(jiān)管”要抓好三個(gè)建設(shè)，信息化建設(shè)就是其中之一[1]。視頻監(jiān)控作為信息化建設(shè)內(nèi)容的一部分，是水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管的一個(gè)重要的技術(shù)手段。隨道“智慧水利”建設(shè)地持續(xù)推進(jìn)[2]，視頻監(jiān)控作為“看得見”的一個(gè)感知方式，能在很多水利工作管理場景中提供智慧應(yīng)用。江西省各級(jí)水利部門近年來陸續(xù)建設(shè)了多個(gè)水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在水旱災(zāi)害防御、河湖管理、監(jiān)督執(zhí)法工作中發(fā)揮了一定的作用。但由于項(xiàng)目實(shí)施主體、建設(shè)目標(biāo)不同，前期缺乏統(tǒng)一規(guī)劃及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，為今后的整合擴(kuò)充及使用帶來諸多問題，一定程度上阻礙了信息化強(qiáng)監(jiān)管應(yīng)用的發(fā)展，所以建立一個(gè)統(tǒng)一的水利視頻云平臺(tái)很有必要。

1 現(xiàn)狀及問題分析

（1）已建視頻系統(tǒng)無法有效整合。視頻監(jiān)控點(diǎn)及系統(tǒng)經(jīng)過多年的建設(shè)，分散于防汛抗旱、水工程管理、河湖管理等部門。使用的產(chǎn)品種類多，根據(jù)場景需求有標(biāo)清、高清、星光、智能等不同類型。各部門自建視頻系統(tǒng)用于部門內(nèi)部展示與錄像回溯，沒有統(tǒng)一的視頻資源編碼，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不一，或依托某一廠商的技術(shù)平臺(tái)。已建站點(diǎn)及系統(tǒng)整合難度很大，部門之間資源共享困難。

（2）新增視頻站點(diǎn)無法快速接入。各部門建設(shè)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般未考慮系統(tǒng)兼容性和新增監(jiān)控點(diǎn)的接入。項(xiàng)目分期建設(shè)由于廠商不同，系統(tǒng)兼容性差，后期新增監(jiān)控點(diǎn)無法快速接入，系統(tǒng)功能需求的新增、修改也比較困難，制約了透徹感知進(jìn)程的發(fā)展。

（3）視頻平臺(tái)使用條件受限場景不多。前期實(shí)施的視頻監(jiān)控系統(tǒng)多為廠家提供的產(chǎn)品，有的版本比較老舊，使用需要具備一定的條件，對(duì)瀏覽器的兼容性較差，而且需要安裝相應(yīng)的插件才能查看，給用戶使用帶來了不便；部分產(chǎn)品使用環(huán)境單一，無法跨終端類型使用，無法快速分享或提供給其它系統(tǒng)調(diào)用，視頻資源使用條件及場景受限。

2 水利視頻云平臺(tái)建設(shè)思路

水利視頻云平臺(tái)的建設(shè)按照“創(chuàng)新、開放、綠色、協(xié)調(diào)、共享”的發(fā)展理念[3]，以“共建共享”為目標(biāo)，構(gòu)建視頻云服務(wù)作為平臺(tái)核心[4]。面向行業(yè)外協(xié)調(diào)打通與省“雪亮工程”的橫向聯(lián)系；面向行業(yè)內(nèi)提供通用化與定制化服務(wù)，形成符合各級(jí)水利部門專屬視頻業(yè)務(wù)應(yīng)用。視頻云平臺(tái)建設(shè)思路示意圖如圖1所示。

圖1 視頻云平臺(tái)建設(shè)思路示意圖

視頻云平臺(tái)建設(shè)使用了新的模式融入了新的技術(shù)，視頻點(diǎn)接入面向全省水利開放，整合資源減少重復(fù)開發(fā)，協(xié)調(diào)行業(yè)內(nèi)外視頻資源，統(tǒng)一提供視頻資源共享，實(shí)現(xiàn)無控件安裝的綠色應(yīng)用模式。在此發(fā)展理念的指導(dǎo)下，通過“云服務(wù)”方式靈活共建，全力整合已建視頻資源，建立統(tǒng)一規(guī)范為將建視頻資源快速接入提供抓手；通過標(biāo)準(zhǔn)格式多方式共享，平臺(tái)具備標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)流格式、跨平臺(tái)分享的方法、視頻數(shù)據(jù)調(diào)用及分析服務(wù)，為全省各級(jí)水利部門提供更加方便高效的視頻業(yè)務(wù)應(yīng)用支撐。平臺(tái)充分發(fā)揮共建共享作用，為江西省智慧水利應(yīng)用建設(shè)提供了一個(gè)示范。

3 視頻云關(guān)鍵技術(shù)

3.1 制定水利視頻資源編碼規(guī)范

根據(jù)江西省水利視頻云平臺(tái)建設(shè)、水利部門相關(guān)業(yè)務(wù)及管理需求制定了水利視頻資源編碼規(guī)范，編碼由國標(biāo)編碼（GB/T28181）（20位）和江西省水利擴(kuò)展碼（12位）共32位數(shù)字和字母組成[5]。利用水利視頻資源編碼規(guī)范對(duì)前端設(shè)備進(jìn)行唯一性標(biāo)識(shí)，為全省水利視頻監(jiān)控站點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化及精細(xì)化管理提供基礎(chǔ)。水利視頻編碼規(guī)范示意圖如圖2所示。

圖2 水利視頻編碼規(guī)范示意圖

3.2 融合視頻與水利對(duì)象空間屬性

水利視頻云平臺(tái)將監(jiān)控站點(diǎn)位置信息與“水利一張圖”數(shù)據(jù)相結(jié)合，與視頻監(jiān)控點(diǎn)附近的基礎(chǔ)空間要素、流域、水系、水利工程等對(duì)象進(jìn)行深度融合，實(shí)現(xiàn)了地理信息數(shù)據(jù)、水利行業(yè)數(shù)據(jù)與視頻監(jiān)控站點(diǎn)數(shù)據(jù)互相關(guān)聯(lián)，達(dá)到了上述各類型數(shù)據(jù)高效的檢索、瀏覽及分享，為水利業(yè)務(wù)管理綜合查詢提供了支撐。

3.3 適配多類型產(chǎn)品接入

按照國標(biāo)GB/T28181標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換及提供流媒體服務(wù)。實(shí)現(xiàn)了多品牌、多類型、多通訊協(xié)議的前端攝像頭、NVR等設(shè)備的數(shù)據(jù)資源整合，以云服務(wù)方式對(duì)外部提供統(tǒng)一格式的視頻數(shù)據(jù)。通過對(duì)多類型產(chǎn)品的適配，保證了水利視頻云平臺(tái)對(duì)前端設(shè)備的兼容性及平臺(tái)本身的健壯性，為其他水利業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的視頻站點(diǎn)接入服務(wù)。

3.4 兼容多瀏覽器終端

為了兼容PC端主流瀏覽器及各類型移動(dòng)終端，利用FLASH及H5技術(shù)代替原有插件。PC端無需額外安裝各視頻品牌相應(yīng)的播放插件，可直接查看前端視頻，也可以提供給其它系統(tǒng)集成展示，實(shí)現(xiàn)PC端綠色應(yīng)用；移動(dòng)端可快速瀏覽所關(guān)注視頻信息，而且可以將視頻通過微信、釘釘?shù)确窒斫o需要的人員。多終端的兼容提高了平臺(tái)的易用性，降低了平臺(tái)的二次開發(fā)門檻及使用的成本，為視頻在各水利業(yè)務(wù)場景中的應(yīng)用推廣打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4 平臺(tái)特色功能

平臺(tái)利用上述關(guān)鍵技術(shù)及建設(shè)思路，結(jié)合當(dāng)前水利部門業(yè)務(wù)及管理過程中的實(shí)際需求，開發(fā)出以下特色功能，供信息系統(tǒng)建設(shè)和業(yè)務(wù)管理使用。

4.1 云平臺(tái)個(gè)性化定制

視頻監(jiān)控云平臺(tái)建設(shè)了一個(gè)全省水利視頻資源容器，采用多租戶模式給予用戶充分的自主管理權(quán)限，提供視頻資源共享及管理服務(wù)。各級(jí)水利部門可根據(jù)自身管理權(quán)限及業(yè)務(wù)需求，獲取平臺(tái)中的資源，調(diào)用平臺(tái)提供的服務(wù)，建立專屬的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)建獨(dú)立的視頻管理系統(tǒng)。部門各種業(yè)務(wù)應(yīng)用可根據(jù)自身需要，按權(quán)限獲取視頻資源，定制個(gè)性化業(yè)務(wù)應(yīng)用。

4.2 視頻資源空間展示

通過視頻資源與空間數(shù)據(jù)的融合，用戶可以在地圖上直觀了解視頻監(jiān)控站點(diǎn)的空間分布狀況及數(shù)量。通過視頻資源與工程數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，可以快速定位到某個(gè)視頻為水利管理應(yīng)用提供服務(wù)。系統(tǒng)提供了按設(shè)備類型、區(qū)域、工程類別、項(xiàng)目來源等視頻站屬性快速獲取視頻服務(wù)，站點(diǎn)的運(yùn)行狀況與關(guān)鍵屬性信息也可以實(shí)時(shí)呈現(xiàn)。

4.3 站點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化加入

云平臺(tái)提供新增站點(diǎn)接入服務(wù)，用戶可通過APP完成新站點(diǎn)的添加。視頻站點(diǎn)建設(shè)方登錄APP后錄入設(shè)備參數(shù)、站點(diǎn)位置信息后上傳到云平臺(tái)提交審核；主管單位審核通過后平臺(tái)依據(jù)編碼規(guī)范自動(dòng)為視頻點(diǎn)生成編碼，并根據(jù)站點(diǎn)位置信息上圖。達(dá)到建設(shè)方與平臺(tái)管理方“在不見面的情況下”完成新增站點(diǎn)接入，為資源共建增效。視頻站點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化加入流程示意如圖3所示。

圖3 視頻站點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化加入示意圖

4.4 視頻多方式分享

為適應(yīng)各應(yīng)用場景，平臺(tái)分別提供了針對(duì)終端和應(yīng)用系統(tǒng)兩個(gè)不同層面的分享功能，用戶無需安裝視頻控件。平臺(tái)可通過URL鏈接或二維碼的形式，向移動(dòng)端設(shè)備按權(quán)限、定時(shí)分享視頻資源；通過接口或視頻推流等方式向其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)分享視頻資源，幫助業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)視頻嵌入功能。

5 結(jié)語

隨著視頻站點(diǎn)的增多，系統(tǒng)運(yùn)維繼續(xù)采用現(xiàn)有方式將變得難于應(yīng)付，而且目前對(duì)視頻數(shù)據(jù)的應(yīng)用還比較粗放，平臺(tái)收集的視頻及圖像資源越來越多，通常是比較簡單的查看應(yīng)用，下一步計(jì)劃引入當(dāng)前新的技術(shù)逐步深化完善。一是引入大數(shù)據(jù)技術(shù)及云計(jì)算技術(shù)輔助運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、主動(dòng)識(shí)別、主動(dòng)定位存在故障的設(shè)備及可能的故障原因，并以分級(jí)管理的形式，主動(dòng)通知設(shè)備管理單位進(jìn)行維修，提高運(yùn)維效率及數(shù)據(jù)上線率；二是引入人工智能深度學(xué)習(xí)技術(shù)輔助決策，實(shí)現(xiàn)河湖水質(zhì)、水庫水質(zhì)的智能識(shí)別、水質(zhì)變化趨勢的預(yù)測、人員闖入識(shí)別、水尺判讀、水面漂浮物識(shí)別等功能，做到問題早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)警、早處理，滿足水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管的需求。